弓网硬点检测与定位.docx

摘要随着电力机车的发展与广泛应用，消除硬点对电力机车弓网的损坏，对保证电力机车的正常运行，延长电力机车及弓网的寿命有着十分重要的意义。弓网的振动状态是评价弓网关系的重要指标之一。振动加速度参数检测能够反应受电弓的振动故障，如硬点、冲击。当电力机车处于高速行驶状态时，由于接触网结构缺陷会造成弓网之间的振动。受电弓上形成水平方向上的冲击和垂直方向的硬点。由于接触网硬点造成的“弓网事故”占弓网事故总和的比重相当大。由于弓网振动检测系统的前端处于高压环境中，这个环境中由于电弧干扰和电气的不连续性所产生的电磁干扰给检测系统提出了严峻的挑战。弱电级的检测电路要在高达100KV浪涌和由电弧引起的宽频带电磁干扰，以及瞬时电流高达1KA，同时本文对硬点加速度的合理值进行了新的计算定义，为系统提出了新的要求。本文针对硬点和冲击检测的现状设计了弓网振动加速度检测系统。针对现场环境的实际情况选择了光纤加速度传感器，并对传感器进行了适应现场环境的改进。论文中采用高速模数转换，应用过采样技术，较好的完成信号的采集以及滤波预处理，降低了抗混叠滤波器的设计难度，提高了信噪比。本文采用80C51单片机系统，提高了检测系统实时性，并降低了功耗。为了实现模拟信号与采集电路的隔离，利用光耦隔离技术，实现了模拟信号的隔离。加速度信号必须要从高压部分传输到低压部分，利用光纤进行高低压隔离传输是有效的方法。最后基于工控机平台对信号进行了现代数字信号处理，包括短时傅里叶变换，小波分析等。当AT89C51单片机在处理由A/D转换器转换的数据时，会进行处理，当数据在硬点加速度数据的范围内时，单片机会记录存储当前的数据，并通过GPS定位系统和一定的算法获取硬点的具体位置并显示。关键词：弓网硬点；振动检测；加速度传感器；ADC0809数模转换；AT89C51单片机；GPS；LCD显示屏The detection system desiging and the positioning research of the hard spot of the Pantograrph-catenry based on the GPSAbstractwith the development of electric locomotive and widely used，it is important to remove the hard points of electric locomotives ，forensuring the normal operation of the electric locomotive，and extending the life of the electric locomotive and bow nets.Catenary-pantograph vibration state is a key indicator to evaluate the relationship between catenary and pantograph. Vibration acceleration parameters can react the vibration fault of the catenary-pantograph， such as hard-point，impact etc.When the electric locomotive runs in a high-speed， catenary-pantograph will vibrate result from structural fault of the wire- Impact in the horizontal direction and hard-point in the vertical direction will formed in the catenary-pantograph.The high-voltage end of the detection system is in a high-voltage environment， electromagnetic interference in which generated by the discontinuity of electrical arc and electric forms a grim challenge to the system.In this paper，catenary-pantograph vibration acceleration detection system is designed aimed at changing the present conditions. Two types of acceler